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Armstrong超高效集成式冷冻机房介绍
艾蒙斯特朗流体系统（上海）有限公司
1概述
空调水系统经历了一次定流量，一次定流量
/二次变流量和一次变流量的方式。
价格便宜的年代被广泛使用，
但随也开/二(HVAC
初投资最小，在早期能源充沛，
一次定流量系统最简单，
着能源价格的上涨和对能源依赖性的增加，次变流量系统的结构形式，
设计和工程人员除了注重开发高效产品外，
始考虑从系统配置方面来考虑提升能效，这时候暖通空调行业开始逐渐采用一次定流量
这种方式被大部分人接受，并且作为一种标准形式在教科书
Textbook, McQuiston et al. 2000)里和设计手册（ASHRAE 2000）里介绍。
相比于一次泵定流量系统，一次定流量
/二次变流量系统效率虽然有所提高，但是有它
自身无法克服的缺点。例如，初投资增加，需要更大的机房面积，于设计、使用、维护和一些控制方面的问题，的系统，仍然以高出所需冷量的没有好的方法去解决它。有些人（是不可避免的，应该允许它的发生。
从换热的角度看，冷水机组蒸发侧和冷凝器侧允许在一定的范围内变水流量运行，传统的认识认为，冷水机组的蒸发器或术的提高，直到上个世纪量运行。后来，有些人（
/和冷凝器应该保持定流量，随着冷水机组的控制技
90年代中期，冷水机组制造商才正式出版资料允许冷水机组变流Avery 2001, Hartman 2001）提出一次变流量系统可以解决一次定流
由美国空调和制冷技术研究院
（ARTI）专门立项并资助，
[1]
对于一些机房面积小的改
造项目无法采用。还有在负荷很小的时候，由于有两套水泵在运行，经济性也很难保证。由
很多实际在使用的项目出现所谓的“小温差综
合症”，造成能源的浪费。温差越小，整个系统的效率就越低，现在的很多所谓“效率很高”
25~30%的能耗在运行，不幸的是，针对这种形式的系统，Kirsner 1996, Avery 2001）认为对于这种结构的系统，这
但是
量/二次变流量系统出现的问题，它可以根据负荷的需求实时调节系统中的各设备的运行，让整个系统运行的更加有效。
William
P. Bahnfleth等人专门研究了一次变流量系统的好处和应用问题节能的一种系统（图
1）
[2]
。圣地亚哥能源办公室的
Ben Erpelding耗费6年时间，调查了300多个冷冻站，得出的结论是全变频冷冻站是当前最
图1 冷冻机房效率图
2Armstrong超高效集成式冷冻机房介绍
Armstrong全变频超高效集成式冷冻机房（图
2）打破传统的工程概念，作为一款高效
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产品展现在设计师和用户面前。为了实现整个冷冻站的效率最佳，占地面积最小，投资最经
济，责任单一，能耗可记录可量化等目标，Armstrong充分考虑了系统的形式、系统中设备
的选型、设备的使用、高效稳定的控制系统和数据的可测量可验证性。
图2：Armstrong工厂预制的超高效集成式冷冻机房
2.1系统的形式
一个好的集成冷冻站必须有一个先进的符合负荷特性的系统结构形式，否实现最优化的基础，如果这一步不能实现，系统的最优化只是一句空话。建筑特点和负荷的需求特性采用全变频的系统形式，泵、变频冷却水泵和变频冷却塔。
这是一个系统能Armstrong根据
变频冷冻水
即采用高效变频冷水机组、
在冷冻水侧的系统结构方面采用一次变流量系统或一次变
。
流量/二次变流量系统的形式（对于一些大型系统）
在管路设计上，Armstrong通过对立式管道泵、入口导流器和出口多功能阀的应用，以3D的形式合理的布置和优化管路，不但可以节省管路长度及系统附件，节省占地面积，而且还可以减少系统的阻力损失，减少水泵的扬程。
2.2系统中设备的选型
在一个好的系统框架下，
我们需要符合系统特性的设备，
由于空调系统中的设备选型是
3），
根据建筑物设计负荷进行的，而绝大多数空调系统实际上很少运行在设计工况下（图所以Armstrong在设备选型时，更注重部分负荷的效率。冻机房中，我们选择设备的依据并不是设计点效率的最佳
例如，在Armstrong集成式冷, 而是在实际空调使用条件下的最
高效率（图4-1和图4-2），近年来各大厂商纷纷投入人力、物力和财力来研发推广变频机组，就是因为变频机组的性能更符合实际的空调的使用，
即空调绝大部分时间都是运行在部
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分负荷下，所以选择部分负荷效率高的机组更节能（图是去选择那些部分负荷下的效率高的泵型。
5）。同样对于水泵的选型，我们也
图3——世界典型城市的空调负荷统计数据
图4-1 空调系统使用负荷率的统计
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图4-2 Armstrong DE智能变频泵性能特性（以部分负荷效率高为选型优先依据）
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图5 600冷吨变频机组和定频机组的效率曲线（更注重部分负荷效率）
2.3设备的使用
有了性能良好的设备，
怎么去使用，是否能发挥设备真正的性能，
让它为系统节能发挥
其本身的特性。例如，选了一台部分负荷效率很高的高效离心机，显然是没有很好的使用这个设备。
让其运行在满负荷工况下，
Armstrong的方法就是让每个设备尽量运行在效率最佳
点，从而使整个系统的效率达到最优。
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2.4高效稳定的控制系统
要想实现第三步的优化冷冻站的性能，了解设备和机房控制的特点是关键。在系统中，机房中的设备配置和控制策略要与其设计、统是获得整套系统的最佳可靠性和效率的核心。
空调系统是一个动态变化的系统，这个人是非常有经验的专家
各设备之间相互关联，
传统的仅依靠人工操作，
即使
负荷特性和设备运行结合起来。
一套集成控制系
,也无法让冷冻机房的所有设备协调高效的工作。必须依靠智能
让整个冷冻站实现高效
控制系统，根据负荷的需求，主动实时的去调节冷冻站的所有设备，运行。Armstrong超高效冷冻机房自动控制系统站的神经系统和大脑，它结合了先进的传感技术、
IPC11550（图6），是Armstrong集成冷冻电子技术、通信技术、网络技术和控制技
术，实现了整个集成冷冻站的全自动运行，并且让整个系统运行在最佳状态。
图6 Armstrong IPC 11550超高效冷冻机房自动控制系统
2.5数据可测量、可验证
在以上步骤都得到严格执行后，
另一个重要的指标是，
系统里所有的实时参数必须能可
测量，控制系统需要知道系统中各设备的运行状态，运行设备，从而使整个系统达到最优化。数据分析来验证。
以便系统可以主动地去调节系统中的各
可以通过
同时最终通过控制系统计算出来的结果，
Armstrong的IPC11550超高效冷冻机房自动控制系统，可以采集系统中
7）和整个系统的能耗情况（图
8）。
所需的参数，并实时显示出系统中的设备运行状态（图
,..
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图7 系统设备运行状态及参数图8 系统总能耗及各部件能耗显示
[3]
3Armstrong超高效集成式冷冻机房的优势
Armstrong超高效集成式冷冻机房是性的高效产品，量全变频系统形式，由
Armstrong根据项目特点进行
它采用了最为先进的一次变流
3D设计及优化，并在工厂分段预制，
它有诸多优
然后运至现场快速安装调试，点。序号1 2 3 4 5 6 7 8 9
交予客户使用，相比于现在传统的冷冻机房形式，
Armstrong集成式冷冻机房优
势
初投资经济现场安装周期短节约占地面积和空间项目风险最小化，责任单一整个冷冻机房的效率高维护成本低控制系统高效稳定舒适性更高对电网几乎无冲击
低于传统的一次定流量
说明/二次变流量系统
2周完成拼装
50~60%，相比
系统工厂预装，分段运输，现场
结构紧凑，相比于传统冷冻机房可节省面积于冰蓄冷系统冷冻机房可节省面积供
最高可达年平均能耗
70%以上。
厂家设计，工厂预制，整个冷冻机房由一个厂商作为产品提
0.58kW/冷吨（COP6.0）,节能30~60%
50%
全自动运行，变频磨损少，维护成本较传统冷冻机房低最佳性能的
Hartman Loop ?控制系统，设备运行稳定
全变频冷冻机房，世界一流的性能由于是全变频系统，实现了真正的软启动
不同于传统的控制方法让少数设备以较高速度运行，
10 噪音小
Armstrong超高效集成式冷冻机房可减少设备磨损、噪音和振动
由于以较低速度运行，而且减少了设备的起寿命得以延长
/停循环，设备
11 设备使用寿命延长
4经典案例
上海大剧院
1997年，艾蒙斯特朗为上海大剧院的建造提供了空调系统水泵。水泵始终高效稳定的运行。
除定期更换机械密封外，
在过去的17年间，
这充分说明
没有其他的维修工作。
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艾蒙斯特朗水泵质量的可持续性和技术的先进性。到上海大剧院还全面采用了艾蒙斯特朗房屋总署
2013年，上海大剧院进行节能改
3台变频离
造，目标是在节能环保领域成为上海地标性建筑，除了再次采用艾蒙斯特朗的水泵外，
IPC超高效冷冻机房自动控制系统以及
心机组，在机房总体能效上实现大幅度的提高。
艾蒙斯特朗参与的另外一个标志性的项目是位于英皇道3台制冷机上应用了磁悬浮技术，水泵采用机房自动控制系统。这个项目已经于标该项目，更在地区冷冻机房能效一致好评。
1063号的房屋总署办
即在
IPC超高效冷冻艾蒙斯特朗不仅中
公楼项目，该项目也是节能改造。在该项目中，艾蒙斯特朗提供了系统解决方案，
DE智能变频泵并且采用了
2013年夏天调试完毕，过去一年该系统的整个机COP上树立了新的标杆，得到了用户和行业的
房实测能效COP数值达到了7.0以上。在节能要求较为严格的，
5结论
从理论上和实际应用上都证明了全变频系统是目前为止最节能的一种系统形式。
特别是Armstrong
Armstrong的一次变流量全变频系统集成式冷冻机房，在全变频的基础上，利用使整个集成冷冻机房达到超高效级别，
由于其性的诸多优点，
立式泵的特点，对整个冷冻站系统进行集成优化，并采用最为先进的基于需求的关联控制，
它已经得到了专业设计人
员的支持和认可，并在国内、外被广泛应用于商业、
办公、酒店、剧院和工厂等类型的建筑。
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